
暗能量作用下的宇宙。
据媒体报道,国际天文学家团队日前发表首个110亿年前的“青春期”宇宙地图,揭开宇宙大爆炸之后30亿年的神秘面纱,进一步证实促使宇宙扩张的“暗能量”存在。
这份地图由9国共63名天文学家制成,他们从2009年开始研究5万颗遥远类星体的光线,从中深入观察光线经过的宇宙云和气体的分布,描绘出古代宇宙地图,并分析“暗能量”对宇宙的影响。
这项研究和此前提出的学说吻合,即在宇宙大爆炸后,宇宙膨胀先减速后加速,同时也证明宇宙中确实存在“暗能量”。科学家曾估计,“暗能量”可能占据了宇宙成分的三分之二,对它的了解对于理解时间、空间、物质和能量具有关键作用。
【背景资料】
暗能量拉大星系间距离
宇宙学中,暗能量是某些人的猜想,指一种充溢空间的、具有负压强的能量。按照相对论,这种负压强在长距离类似于一种反引力。这个猜想是解释宇宙加速膨胀和宇宙中失落物质等问题的一个最流行的方案。当天文学家埃德温·哈勃发现宇宙中的其他星系似乎都在向着距离人们生活的银河系越来越远的方向移动。而且它们移动的越远,运行的速度就越快。但是,天体物理学家此前曾经指出,地心引力会使得宇宙的膨胀速度逐渐减缓。之后在1998年,两个研究小组通过观察Ia型超新星—种罕见的恒星爆炸的现象,能够释放出数量巨大的、持久的光颠覆了天体物理学家提出的理论。
大爆炸后膨胀速度不减反增
按照宇宙大爆炸理论,在大爆炸发生之后,随着时间的推移,宇宙的膨胀速度将因为物质之间的引力作用而逐渐减慢,就像缓慢踩了刹车的汽车一样。也就是说,距离地球相对遥远的星系,其膨胀速度应该比那些近的星系慢一些。
但1998年,美国加州大学伯克利分校物理学教授、劳伦斯伯克利国家实验室高级科学家索尔皮尔姆特,以及澳大利亚国立大学布赖恩施密特分别领导的两个小组,通过观测发现,那些遥远的星系正在以越来越快的速度远离我们。换句话说,宇宙是在加速膨胀,仿佛一辆不断踩油门的汽车,而不是像此前科学家所预测的那样处于减速膨胀状态。
这样一个完全出乎意料的观测结果,从根本上动摇了对宇宙的传统理解。是什么样的力量在促使所有的星系或者其他物质加速远离,科学家们将这种与引力相反的斥力来源,称为“暗能量”。
【名词解释】
恒星行星均由暗能量推动
暗能量它是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。宇宙暗能量其基本特征是具有负压,在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团。在WMAP数据显示,暗能量在宇宙中占总物质的73%。值得注意的是,对于通常的能量(辐射)、重子和冷暗物质,压强都是非负的,所以必定存在着一种未知的负压物质主导今天的宇宙。
宇宙的运动都是旋涡型的,所以暗能量总是以一种旋涡运动的形式出现。所以,在暗能量的旋转范围内能形成一种旋涡场,我们称之为暗能量旋涡场,简称为旋涡场。用En来表示太阳系的暗能量,用Ep来表示物质绕太阳系中心运动的总动能。当En=Ep时,太阳系旋涡场处于平衡状态,它既不会膨胀也不会收缩。但当En衰退时,太阳系旋涡场就会收缩,太阳系中所有的行星就会向太阳靠近。